Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Отопление и вентиляция Ч. 1 Отопление

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
13.74 Mб
Скачать

Рис. IV.21. Номограмма для определе­ ния количества воды, поступающей в приборы однотрубного стояка с замыка­ ющими участками

Расстояние12(отстоякадолрибора)6н

. Коэффициентзатекания -~-

РасстояниеIг(ртстоякрдоприЬора)5РГ

Рис. IV.22. Номограмма для определения коэффициентов затекания воды в приборы вертикальных однотрубных проточных систем отопления

В вертикальной однотрубной проточной системе вся вода из стояка проходит через приборы, поэтому в таких системах коэф­ фициенты затекания всегда больше, чем в системах с замыкаю­ щими участками.

Для увеличения коэффициентов затекания в однотрубных си­ стемах с замыкающими участками и верхней разводкой умень­ шают диаметры этих участков по сравнению с диаметрами стояков.

Для рассмотренного метода расчета нагревательных прибо­ ров однотрубных систем отопления необходим предварительный расчет диаметров стояков, замыкающих участков и подводок к приборам.

При проектировании однотрубных систем отопления с ниж­ ней разводкой в целях упрощения и упорядочения расчетов поль­ зуются специальным руководством '.

Для унификации монтажной заготовки элементов и межра­ диаторных узлов систем отопления стояки и подводки к прибо­ рам рекомендуется для каждого отдельного типа здания проек­ тировать стандартными. Применение других диаметров допу­ скается только в целях увязки потерь давления в сети.

По выбранным диаметрам труб межрадиаторных узлов оп­ ределяют коэффициенты затекания и по ним количество воды, поступающей в приборы.

Тепловыделения от трубопроводов систем отопления следует учитывать в тех случаях, когда они составляют более 5% теплопотерь помещения, в котором расположены трубопроводы.

Количество тепла, отдаваемого помещению открыто проло­ женным неизолированным трубопроводом QTp, определяют по

формуле

QTP = Ftp £Тр Л (*тР — g ккал1ч,

 

 

(IV. 7)

где FTр — наружная поверхность трубопровода в м12;

в

&гР — коэффициент теплопередачи

трубопровода

ккал/м2ч ’град;

 

 

 

 

Л— коэффициент, принимаемый

равным

для стоя­

ков — 0,5;

 

 

к

нагрева­

для подающей и обратной подводок

тельному прибору— 1;

 

у пола, — 0,75;

для трубопроводов, проложенных

для подающего магистрального

трубопровода,

прокладываемого под потолком, — 0,25; /тр — температура теплоносителя в трубопроводе в °С;

/в— расчетная температура воздуха помещения в °С; При скрытой прокладке трубопроводов их тепловыделения

не учитывают.

1 Госстрой СССР. Указания по расчету вертикальных однотрубных систем водяного отопления с нижней разводкой трубопроводов горячей и обратной воды. СН 228—62. Госстройиздат, 1963.

Поверхность стальных неизолированных груб в эквивалент­ ных квадратных метрах /•’хр.экм определяют по формуле

 

 

 

^тр.экм =

/зки ^Э1£М>

 

 

 

(IV.8 )

где

/ Як„ — поверхность неизолированного трубопровода длиной

 

 

1 м в экм, принимаемая по табл. IV.4;

 

 

 

 

/ — длина трубопровода в м.

 

Т а б л и ц а

IV.4

 

 

 

 

 

 

 

 

Наружная поверхность неизолированного трубопровода длиной

1

м в экм

Диаметр трубопровода в мм

15

20

 

32

40

50

76/3

108/4

Наружная поверх­

0,12

0,15

0,18

0,21

0,24

0,3

0,37

0,53

ность

трубопровода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При замене одних типов радиаторов другими для определе­

ния необходимого числа секций пользуются табл. IV.5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

IV.5

 

 

 

Число секций радиатора

 

 

 

 

 

 

 

в зависимости от его поверхности нагрева

 

 

 

Расчета»

M-M0 и

М-132 и

 

 

 

„ Польза-

Тепловая

 

поверхность

H-13G

Н-150

 

радиатора

НМ-150

М-150

К* 6

панель

Бор -2

11 экм

 

 

 

 

 

 

и „Нерпе*

 

0,5

2

2

2

 

2

I

I

 

 

2

0 ,6

2

2

2

 

2

1

1

 

 

2

0,7

2

2

2

 

2

2

2

 

 

2

0 ,8

3

3

3

 

3

2

2

 

 

2

0.9

tD

3

3

 

3

2

2

 

 

3

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

3

3

 

3

2

2

 

 

3

и

 

4

4

4

 

4

2

2

 

 

3

1,2

4

4

4

 

4

3

3

 

 

3

1,3

4

5

5

 

4

3

3

 

 

4

1,4

5

5

5

 

5

‘3

3

 

 

4

Г,5

5

5

6

 

5

3

3

 

 

5

1

,6

5

6

6

 

5

3

3

 

 

5

1,7

6

6

6

 

6

4

3

 

 

5

1.8

6

7

6

 

6

4

4

 

 

6

1,9

6

7

7

 

6

4

4

 

 

6

2

 

7

7

7

 

7

4

4

 

 

6

2,1

7

8

8

 

7

4

4

 

 

6

2,2

7

8

8

 

7

5

5

 

 

7

2,3

8

9

8

 

8

5

5

 

 

7

2,4

8

9

9

 

8

5

5

 

 

7

2,5

8

10

9

 

9

5

5

 

 

8

2,6

9

10

10

 

9

5

5

 

 

8

2,7

9

10

10

 

9

6

6

 

 

8

2,8

9

11

10

 

10

6

6

 

 

8

2,9

10

11

11

 

10

6

6

 

 

9

3

 

10

12

11

 

11

о

6

 

 

9

3,5

12

13

13

 

12

7

8

 

 

10

4

 

14

16

15

 

14

7

9

 

 

12

Поверхность нагрева приборов, выраженную в экм, опреде­

ляют по формуле

 

 

^зкм = ( ^

-

-

^тр.зкм ) Pi Рз,

 

ОV.9)

где

 

qap— необходимая

теплоотдача

приборов

в ккал/ч;

 

 

q — теплоотдача

1 экм в ккал/ч, определяемая по

 

 

формуле (IV. 10);

 

 

 

 

 

Pi. Рз и р3 — коэффициенты,

значения

которых

указаны

 

 

ранее;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^тр.экм — поверхность открыто проложенных трубопро­

 

 

водов, определяемая по формуле (IV.8 ) с уче­

 

 

том

места

прокладки

[см.

коэффициент т)

 

 

в формуле (IV.7)].

 

 

 

 

 

Теплоотдачу 1 экм находят по формуле

 

 

 

 

 

 

q = Ш ср = qam р4 Д/срккал/экм ч,

 

(IV. 10)

где

k — коэффициент теплопередачи

нагревательных при­

 

 

боров в ккал/экм ч град;

 

 

 

 

Д/Ср — перепад

между

средней

температурой теплоноси­

 

 

теля и температурой окружающего воздуха в град;

<7экм — коэффициент

теплопередачи

при

относительном

 

 

расходе

воды

через

нагревательный

прибор

 

 

GOT,, = I

(<?экм

принимают по табл. IV.6 ) ;

 

 

р4 — поправочный коэффициент для радиаторов, прини­

 

 

маемый по табл. IV.7

 

 

 

Т а б л и ц а IV.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты теплопередачи q экм нагревательных приборов

в ккал/экм • ч ■град в зависимости от направления движения

воды

Разность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

средней тем­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пературы воды

H J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и окружающе­

 

 

 

 

го воздуха

 

 

 

 

 

в град

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

5,59

 

5,54

 

 

4,77

 

5,11

40

 

5,81

 

5,66

 

 

4,87

 

5,22

45

 

6,01

 

5,75

 

 

4,96

 

5,31

50

 

6,26

 

5,84

 

 

5,04

 

5,39

55

 

6,45

 

5,93

 

 

5,11

 

5,47

60

 

6,63

 

6

 

 

 

5,17

 

5,54

65

 

6,81

 

6,08

 

 

5,24

 

5,61

70

 

6,97

 

6,15

 

 

5,3

 

5,67

75

 

7,13

 

6,21

 

 

5,35

 

5,73

80

 

7,24

 

6,27

 

 

5,4

 

5,79

85

 

7,32

 

6,33

 

 

5,45

 

5,84

90

 

7,55

 

6,38

 

 

5,5

 

5,89

95

 

7,69

 

6,44

 

 

5,54

 

5,94

100

 

7,82

 

6,49

 

 

5,59

 

5,99

105

 

7,94

 

6,53

 

 

5,63

 

6,03

ПО

 

8,06

 

6,58

 

 

5,67

 

6,07

Поправочный коэффициент Pi для радиаторов в зависимости от схемы присоединения подводок и расхода воды

О тносительный расход воды

 

Схема присоединения подводок

в приборе на 1 э к м

по отно­

.сверху

„снизу вниз* и при разно­

„снизу вверх* при

шению к условному расходу

17,4 к г / ч - э к м

вниз*

стороннем присоединении

одностороннем

 

 

 

.снизу вверх-

присоединении

0,5

 

0,91

0,93

0,95

1

 

1

1

1

2

 

1,01

1,03

1,03

3

 

1,02

1,1

1,09

4

 

1,04

1,15

1,12

5

 

1,05

1,17

1,13

6

 

1,06

1,19

1,15

7

7

1,06

1,21

1,17

Болес

1,07

1,23

1,18

П р н м е ч а и и е. При теплоносителе воде для ребристых труб и регист­

ров нз гладких труб н при теплоносителе паре для всех приборов 0*=1.

При поступлении воды в радиатор по схеме «сверху вниз», при подаче воды в ребристые трубы, в регистры из гладких труб, а также при теплоносителе паре коэффициент k определяют по

формулам:

 

если 0,5 G O T H < К

1,79Д/ ^ 32 G^ ' 3 ккал/экм ч- град]

/е =

если G0TI, >1,

 

k =

l,79At°^2G°0^ ккал/экм-ч-град.

При циркуляции воды через радиатор по схеме «снизу вниз» k — 3,25Д^р13 G”^ ккал/экм-ч-град.

При циркуляции воды через радиатор по схеме «сниау вверх» и одностороннем присоединении подводок

k — 2,8Д/®|)15 G3,T°H3 ккал/экм ■ч ■град.

При движении воды через радиатор по схеме «снизу вверх» и разностороннем присоединении подводок

/г= ЗД^ 15 G^T'n ккал/экм ■ч■град.

Относительный расход воды в нагревательном приборе опре­ деляют по формуле

 

п

_ 6,75Д/ср

 

^оти

Т~. ГГТ »

 

 

ДСпр 17,4

где

Д/пр— перепад температур воды в приборе в град-,

17,4— условный расход воды, одинаковый для всех при­ боров, в кг/ч • экм.

м2 (0 ,1 1 0 %.

Необходимое число секций радиатора п определяют по фор­

муле

п = - у

(IV 11)

ИЛИ

 

п = Fэкм

(IV .12)

/экм

 

где F — необходимая поверхность нагрева радиаторов в .и2; Fдну — необходимая поверхность нагрева радиаторов в экм;

f — поверхность одной радиаторной секции в м2; fsKu — поверхность одной радиаторной секции в экм.

Если величина F (или FBм) не соответствует поверхности

целого числа секций радиаторов или стандартным длинам реб­ ристых труб, принимают соответственно ближайшее большее число секций радиаторов пли ребристую трубу ближайшей боль­ шей стандартной длины.

Расчетную поверхность нагрева приборов допускается умень­ шать:

для радиаторов — не более чем на 0 ,1 экм);

для ребристой трубы — не более чем на

Пример IV.2. Теплопотерн комнаты, расположенной па третьем этаже 5-этажного здания, составляют 2000 ккал/ч. Система отопления — водяная на­ сосная двухтрубная с нижней разводной; £Г=95°С, f(,=70°C. Температура воздуха помещения 18° С. Определить поверхность нагрева и число секций радиатора, который должен быть установлен в комнате.

Радиатор намечено расположить у стены, без ниши. Циркуляция воды в радиаторе по схеме «сверху вниз».

Решение. 1-й вариант. Определение поверхности нагрева радиаторов в м*. В комнате будут проложены два отопительных стояка (подающий и об­ ратный) диаметром 20 мм, длиной 2,7 м каждый и подводки к радиатору. Диаметр подводок 15 мм, общая длина 1,6 м. Трубопроводы предусмотрено проложить открыто, поэтому их теплоотдачу следует учесть при расчете по-

аерхности радиатора.

Определяем теплоотдачу трубопроводов. Средняя температура воды в

95 -f- 70

стояках и подводках к приборам — ------ =82,5 С; разность средней темпе­

ратуры воды и температуры окружающего воздуха 82,5—18=64,5°; по фор­ муле (1V.7) находим теплоотдачу трубопроводов:

для стояков диаметром 20 мм с учетом коэффициента *4=0,5

QTp — 0,02675*3,14-2,7-2 -12-0,5 -64,5

^ 175ккал/ч;

для подводок к радиатору

 

 

QTp = 0,02125 3,14-1,6-12-64,5 а

83ккал/ч,

а всего 175+83=258 ккал/ч.

 

 

Необходимая теплоотдача радиатора

 

2000 — 258 =

1742 ккал/ч.

Принимаем к установке радиатор типа М-140.

по формуле (IV.1); по

Поверхность нагрева радиатора

определяем

табл. IV.3 А=8,2;

 

 

предполагая, что число секций радиатора будет в пределах 11—20, коэф­ фициент Pi принимаем равным 1,05; Рг (по приложению 4) = 1 ;Рз (по приложе­ нию 5) = 1,03.

Подставляя числовые значения в формулу (IV.1), имеем

Г =

 

 

1742

 

 

1,05-1

1,03 % 3,56.4*.

8 ,2 (8 2 ,5 — 18)

 

Число секций М-140:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,56:0,254 =

14,

 

 

 

где

0,254 — поверхность

иагрсва

одной

сек­

ции

по табл.

IV. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2-й вариант. Определение поверхности на­

грева

радиаторов

в экм.

 

 

 

 

 

 

В соответствии с табл. IV.4 поверхность

трубопроводов

составляет:

при

 

диаметре

15 л.и — 0,12

экм/м

и

при диаметре

20

мм

0,15 экм/м.

расчетная

поверхность

трубопро­

 

Общая

водов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ртр.экм==-*0 , 15*2,7-2*0,5 + 0,12-1,6

^

0 ,6 экм*

 

Относительный расход воды в радиаторе

 

 

 

 

 

6,75А/ср

 

6,75-64,5

 

 

 

 

 

°ти ~

А^пр-17,4

25-17,4

*

 

 

Теплоотдачу I экм находим по формуле

(IV. 10).

По

табл.

1V.6

<7гжм = 6,81;

по

табл.

IV.7

 

р4=1;

 

подставляя

в

формулу

(IV. 10)

числовые

значения,

получим

 

 

 

 

 

 

q =

6 ,81 • 1• 64,5 =

439 ккал/экм.

 

! \

<н

1200

1

1200

 

| Л \Шэ/п.

800

900

ш .

Ш E m .

1000

1100

ПН

Ш f эпк

 

_ ч

Рис. IV.23. Стояк водя* ной вертикальной одно­ трубной системы отопле­ ния с замыкающими участками

/—подающая магистраль! 2—обратная магистраль

Поверхность нагрева радиатора по формуле (IV.9)

 

 

, 2000-1

\

 

 

FSK« =

- 0 .6 ) 1 .0 5 - 1 ,0 3 = 4,27 акя.

 

Число секций М-140:

 

 

 

 

 

 

4,27:0.31 « 13,8.

 

Принимаем

14 секций.

 

 

(рис.

Пример IV.3.

Для однотрубного стояка с замыкающими участками

IV.23) требуется определить поверхность нагрева радиаторов М-150. Темпе­

ратуры воды

в

стоике:

/Г=95°С;

/о=70°С. Температура помещения

18* С.

Тепловые нагрузки приборов указаны па рисунке.

В результате предварительного гидравлического расчета диаметры тру­ бопроводов приняты: для стояка и подводок к приборам — 20 мм, для замы* кающих участков— 15 мм.

Решение. Общая тепловая нагрузка стояка.

 

QCT = 1200 + 1200 +

800 + 900 + 1000 +

1100 = 6200 лгаг ал/ч.

Количество воды, проходящей через стояк:

 

Ост

6200

248 кг/ч.

=

 

95 — 70

 

По графику (рис. IV.20) находим коэффициент затекания для радиаторов третьего этажа:

при QCT = 6200 ккал/ч. Q Пр = 1200 ккал/ч и схеме узла стояка 20X15X20 мл коэффициент затекания а=и.ЗЗ.

Количество воды, проходящее через каждый радиатор третьего этажа:

Gnp j . n = аОст = 0,33*248 = 827сг1ч.

Перепад температур воды в приборах I и II третьего этажа:

 

 

А/п

I м II

= !**>= 15’

 

 

 

 

 

 

 

 

82

 

 

 

 

Средняя температура воды в этих радиаторах

 

 

 

 

 

/Ср — ^гп

А/,nlll П =

15

=

87,5° С.

 

 

 

95 — —

 

 

Поверхность нагрева каждого прибора третьего этажа

 

 

 

1200

 

52,33-11», или

2,33 • 1,07 æ 2,5 экм,

 

^1=^11 = 7 ,4 (8 7 ,5 — 18)

где

7,4 — коэффициент

теплопередачи

радиатора

М-150

при

tCp—^в=

 

= 87,5-18 = 69,5°;

 

поверхности радиатора с м2 па экм.

1,07 — коэффициент

перевода

Температура воды, поступающей в радиаторы

второго

этажа,

по фор­

муле

(IV.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

1200+ 1200(95 — 70)

85,3° С.

 

 

frn I I I м I V

9 —

 

 

б 2 0 0

 

 

По графику (рис. IV.20) находим, что коэффициент затекания воды в прибор III составляет 0,31, а в прибор IV — 0,32.

Количество воды, проходящей через приборы III и IV:

Gnp ш = 0,31*248 » 77 кг/ч; Gnp = 0,32*248 = 79 кг!ч.

Перепады температур воды в радиаторах III и IV:

800

900

АЛпШ = —

« 1 0 ,4 о и A/IlIV = — « 1 1 ,4 е

Средние температуры воды в радиаторах III и IV:

t,с р I I I

=

85,3 —

= 80,1° С;

'cp .v

=

8 5 . 3 - 1 ^ 1

* 7 9 ,6 ’ С.

Поверхности нагрева радиаторов III и IV:

800

51,79л!2, или 1,91 экм;

77,11 7 ,2 (8 0 ,1 — 18)

900

2 ,0 3 и»2, или 2,1 7 .эл:л(.

,v

7 ,2 (7 9 ,6 — 18)

Температура воды, поступающей в радиаторы первого этажа:

„„ 1200+ 1200 +

800 + 900(95 -

70)

„с со „

'n,V H V . = 9 5 -

----------------------

'= 7 8 ,5 С.

Коэффициенты затекания воды в радиаторы первого этажа: для радиа­

тора V а=0,32; для радиатора VI а =0,325.

VI:

 

Количество воды, проходящей через радиаторы V u

 

Gnp у =0,32*248 « 7 9 ,5 /сг;

Gnp VI =0,325*248 «

8 0 ,5 кг.

Перепады температур воды в радиаторах V

и VI:

 

 

A ( llV

= 1000:79,5 « 13,8е;

A t „ YI -

1100:80,5

^

13,7Э

Средние температуры воды в радиаторах V и VI:

 

 

*ср V=

 

13,8

 

13,7

71,6 ЭС.

78,5

«71,6 -С ;

/ срУ1 =

7 8 ,5 — ^ -

Поверхности нагрева приборов первого этажа:

 

 

F \ r =

 

1000

Л12, или

2 ,7 4 - 1 ,0 7

=

2,93 ж м \

___.-------------- гт- = 2 , 7 4

 

6 ,8 ( 7 1 ,6 — 18)

 

 

 

 

гпоо

М'1

= 3 м 2, или 3 , 2 2 э к м .

6 ,8 (7 1 ,6 — 18)

При дальнейшем расчете, который мы не приводим, поверхности нагрева радиаторов должны быть уточнены введением поправочных коэффициентов

Pi» Рг» Рз-

Рис. IV.24. Расчетная поверхность отопительных панелей

а —с греющими трубами в виде змее­

вика; б —с греющими трубами в виде регистра; / —одиночные трубы; 2 — средние трубы; 3 — крайние трубы

 

( t ср .Ш ы

\ гРад

Рис.

IV.25.

Теплоотдача

(ориентировочная)

1

м 2 по­

верхности бетонных

отопи­

тельных панелей с

односто­

ронней теплоотдачей (?- бе­ тона — 1,1 к к а л / м ч г р а д )

Расчет теплоотдачи бетонных отопительных панелей. Тепло­ отдачу типовых панелей толщиной 40—45 мм с трубами диа­ метром 15 мм и толщиной 50—55 мм с трубами диаметром 2 0 мм определяют по формуле

 

<7п — Р п Ч ' ^ 1 ^ 2 + <7тыл.

( I V . 13)

где

qn — теплоотдача панели в ккал/ч\

 

 

F„ — расчетная поверхность панели с учетом длины край­

 

них, средних и одиночных труб в бетоне

(рис. IV.24)

 

в л»2;

 

а' — ориентировочная

теплоотдача 1

м2 лицевой поверх­

ности панели,

принимаемая

по графикам на

рис. IV.25 и IV.26, в ккал/м2 •ч;

 

А, — коэффициент, учитывающий увеличенную теплоотда­ чу крайних труб панели по сравнению со средними; k\ находят по графикам на рис. IV.27, а и б в зави­ симости от отношения длины крайних труб 1кр к об­

щей длине труб панели /оСш, а также от шага труб 5;

коэффициент, учитывающий изменение теплоотдачи в зависимости от количества воды, циркулирующей через нагревательный элемент панели, и расстояния

между трубами; определяется по графикам на рис. IV.28;

<?тыл— теплоотдача тыльной поверхностью панели в ккал/ч. Величину расчетной поверхности панели F„ уточняют при

ее конструировании в зависимости от формы нагревательного

элемента.

нагревательном

элементе

в

виде

змеевика

(см.

При

рис. ! V.24, о)

 

 

 

 

 

 

Fn = ns ( ^'р +

 

 

(IV .14)

При

нагревательном

элементе

в

виде

регистра

(см.

рис. IV.24, б)

 

 

 

(IV. 15)

 

Гп = ns(l! + s)M2.

 

В формулах (IV.14) и (IV. 15) :

 

 

 

 

п — количество параллельных

труб

в змеевике или

ре­

 

гистре;

 

(шаг труб)

в м;

 

s — расстояние между трубами

 

1'с — длина средней трубы змеевика в м\

lt — длина одиночной трубы регистра в м.

Теплоотдачу тыльной поверхностью <7ТЫЛ учитывают только для панелей с односторонней теплоотдачей (рис. IV.29). Если шаг труб не превышает 250 мм, а величина qTUJI составляет не

более 15% общей теплоотдачи прибора, то она не сказывается

на теплоотдаче лицевой поверхности.

 

 

Теплоотдача тыльной поверхностью определяется по формуле

 

qw , = ^ьм(^ыл-А> ккад ч

(IV.16)

где

Р7ЫЛ— тыльная поверхность панели (поверхность торцов

 

не включается) в м2;

 

2 — — сумма термических сопротивлений отдельных слоев

А

за тыльной поверхностью панели в м2ч • град/ккал\ R„ — сопротивление теплоотдаче наружной поверхности

стены за панелью в м2 ■ч ■град[ккал\ („ — температура наружного воздуха в °С;